基于plc控制的机械手系统设计(答辩PPT).ppt

1、a,1,基于PLC的机械手控制系统设计,姓名：何友良,专业：电气工程及其自动化,a,2,纲要,a,3,机械手,LOREM,计算机技术,电子技术,传感器技术,其他应用技术,机械手的背景：,机械手有着40多年的发展历史，是一种类似于机器人的生产设备。它能够完成事先编辑好的操作程序，在各种工业条件都能有条不紊的作业。它有着人的智能性和机器的适应性。在各国的工业制造中，机械手技术是应用最为广泛的一种技术。,a,4,发展意义：,对于以前那些操作困难、操作危险的工业操作，都是通过操作工人远程控制自动化设备自动完成生产的。这不但可以避免一些有害物质对操作工人的伤害，还可以提高工厂的生产效率。,a,5,PLC

2、选型:,常用PLC：西门子、欧姆龙、三菱等,三菱FX1N优越性：CPU处理速度快、通信方便、指令丰富等,a,6,在此编辑标题,A,在此编辑标题,B,PLC的保护：,由于电感类元件，在电路的通断时会产生较高的电压，对PLC的I/O结口将造成损坏，所以需要在元件的两端采取相应的保护措施。当使用的是直流电源时，应该通过采取接入续流二极管的方式对电路进行保护；而当使用的是交流电源时，则需要通过接入阻容电路的方式对电路进行保护。,a,7,机械手功能实现形式：,我们生活的空间是一个三维的空间，任何物体所在的位置都可以由三个坐标和方向来确定；因此，只要求得所要搬运物体的位置坐标和位置方向，就能确定物体的具体

3、位置。机械手是一种用来替代人手的设备，每完成一个动作都需要有一个自由度，自由度越多，功能越丰富。,a,8,手爪是机械手的抓取结构。一个合格的手抓应具有保护功能，防止物件被损坏。,机械手功能实现形式：,a,9,机械手功能实现形式：,躯干,底盘,底盘在机械手中的作用是用来承载重物和带动手臂运动的机构。它由一台直流电动机和旋转编码盘及限位开关组成。,B,手臂,手臂是用来连接和承载手爪运动的重要机构。它由PLC控制电动机的运转情况来控制丝杆和螺母的运动，同时采用限位开关对这些运动进行限位，保证运动的精准和高效率运行。,a,10,机械手的功能实现形式：,机械手每旋转3度就发出一个信号脉冲，只要改变PLC

4、程序计数器中的数值，就可以完成不同角度的旋转。,旋转编码盘,a,11,机械手功能实现形式：,开始运行后，如果机械手不在初始位置上，步进电动机开始运转(横轴向手抓方向移动，竖轴向上移动)。归位后首先横轴步进电动机工作，横轴前伸；前伸到位后，手爪电动机得电带动手爪旋转；当传感器检测到限位磁头时，电动机停止，PLC控制电磁阀动作，手张开；延时一段时间，竖轴步进电动机工作，竖轴下降；下降到位后，电磁阀复位，手爪夹紧；延时过后，竖轴上升，同时横轴缩回、底盘电动机带动底盘旋转；当横轴、竖轴、底盘都到位后，横轴前伸；到位后手爪旋转，然后竖轴下降，电磁阀动作，手爪张开；延时后竖轴上升复位，然后开始下一周期动。

5、,控制过程,1.手爪的张开和闭合2.手腕旋转3.水平移动4.升降5.躯干旋转6.手爪7.手腕电动机8.横轴9.竖轴10.横轴电动机11.竖轴电动机12.底盘13.底盘电动机,a,12,控制系统设计：,系统的控制面板如图，旋钮开关可以控制机械手的手动和连动；当控制开关拨向手动时，机械手的每一步动作都需要按下相应的动作按钮才能够实现；当控制开关拨向自动时，机械手能够连续的完成各步动作；控制开关拨向回原点时，机械手能自动的回原位待命。,a,13,控制系统设计：,PLC的I/0分配表：,a,14,控制系统设计：,机械手控制系统外部接线,a,15,公用程序、手动程序、自动程序以及回原位程序是机械手控制系

6、统的软件程序的主要组成部分，其结构如图所示。自动程序把工作顺序相同的单步运动程序和连续运动程序编在一起。本设计中应用最多的是条件跳转指令CJ，该指令能够按要求跳转程序，并从指针标号PX处继续执行下一条程序，能够减少不必要的程序执行时间。,控制系统设计：,程序结构图,程序设计：,a,16,控制系统设计：,公用程序如图所示。Y6为复位键，X21和X17分别为后限位和上限位，当Y6、X21、X17和辅助继电器M0接通时，表示机械手在原位。若执行用户程序时，机械手处于手动状态或回原位状态，则M10被初始化置位，为自动状态做好准备。在辅助继电器M0断开时，M10被复位，PLC是不能够进入自动工作方式的。

7、ZRST是全部复位指令，能够使所有继电器复位。,a,17,控制系统设计：,自动操作流程如图所示。机械手在初始位置的时候，按下X4启动，运行状态S1，使完成动作前伸Y3接通，前伸到限位值后X20接通；状态跳转至S2，此时S1复位，手顺转Y7、X24接通；状态跳转至S3，使完成动作下降Y2、X16接通；状态跳转至S4，使Y6产生1秒的延时置位来增强夹紧力。当T0接通时，跳转至S5，使完成动作上升Y0，上升到限位值后X17接通；此时状态跳转至S6，使完成动作后退Y4；后退到限位值后，状态跳转至S9，使完成动作下降，下降到限位值后，X16接通，此时电磁铁断电完成松开动作。电磁铁的电磁力的消失需要适当的延时时间，延时1s后，T1开始接通，状态跳转至S13，完成后退动作，后退到限位值后，X21接通，接着跳转至S14，接通X21完成底盘顺转，并返回初始状态，准备二次循环动作。,图4-5自动的功能流程图,a,18,控制系统设计：,a,19,为了使设计的结构简单明朗化，本设计采用